JPH07183276A - プラズマ装置及びこれを用いたプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ装置及びこれを用いたプラズマ処理方法Info
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- JPH07183276A JPH07183276A JP32835693A JP32835693A JPH07183276A JP H07183276 A JPH07183276 A JP H07183276A JP 32835693 A JP32835693 A JP 32835693A JP 32835693 A JP32835693 A JP 32835693A JP H07183276 A JPH07183276 A JP H07183276A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広範囲の温度領域において基板温度を効率良
く、迅速かつ精度良く制御することを目的とする。 【構成】 プラズマ生成室４に生成させたプラズマを用
い、試料室８内の基板載置電極に載置された基板１０に
対して、所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に
おいて、前記基板載置電極は、冷媒輸送管１６を介しチ
ラー３５で冷却された冷媒を循環可能な冷却ステージ１
２と、ヒータ電源３４から電力を供給可能なヒータ１７
を備える加熱ステージ１１と、これら両ステージを支持
するステージ支柱１３、１４と、このステージ支柱１
３、１４の少なくとも一方を上下に駆動することによ
り、該両ステージを接離させる駆動モータ１５とを有す
る。
く、迅速かつ精度良く制御することを目的とする。 【構成】 プラズマ生成室４に生成させたプラズマを用
い、試料室８内の基板載置電極に載置された基板１０に
対して、所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置に
おいて、前記基板載置電極は、冷媒輸送管１６を介しチ
ラー３５で冷却された冷媒を循環可能な冷却ステージ１
２と、ヒータ電源３４から電力を供給可能なヒータ１７
を備える加熱ステージ１１と、これら両ステージを支持
するステージ支柱１３、１４と、このステージ支柱１
３、１４の少なくとも一方を上下に駆動することによ
り、該両ステージを接離させる駆動モータ１５とを有す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ装置及びこれを
用いたプラズマ処理方法に関し、特にプラズマ処理が施
される基板の温度切り換えを、迅速かつ効率的に実施す
ることを可能とするプラズマ装置及びこれを用いたプラ
ズマ処理方法に関する。
用いたプラズマ処理方法に関し、特にプラズマ処理が施
される基板の温度切り換えを、迅速かつ効率的に実施す
ることを可能とするプラズマ装置及びこれを用いたプラ
ズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＶＬＳＩ、ＵＬＳＩ等の高集積化
が進み、微細加工技術の要求は益々厳しいものとなって
いる。ドライエッチング技術においても高精度微細加工
の実現に向け検討が進められ、被エッチング材料につい
ても検討が行われている。この被エッチング材料のエッ
チング温度は材料により異なり、例えばポリシリコンの
エッチング温度は−１００℃以下の極低温、Ｃｕのエッ
チング温度は＋３００℃以上の高温とする等の温度制御
が行われている。このため、エッチング温度を−１００
℃以下から＋３００℃以上の広範囲において制御する必
要がある。
が進み、微細加工技術の要求は益々厳しいものとなって
いる。ドライエッチング技術においても高精度微細加工
の実現に向け検討が進められ、被エッチング材料につい
ても検討が行われている。この被エッチング材料のエッ
チング温度は材料により異なり、例えばポリシリコンの
エッチング温度は−１００℃以下の極低温、Ｃｕのエッ
チング温度は＋３００℃以上の高温とする等の温度制御
が行われている。このため、エッチング温度を−１００
℃以下から＋３００℃以上の広範囲において制御する必
要がある。
【０００３】この温度制御は、一般にドライエッチング
装置の基板載置電極の温度制御を通じて行われる。以
下、図面を用いて従来のエッチング温度の制御について
説明を行う。図３に従来のプラズマ装置の基板を載置す
る基板載置電極とこの基板載置電極による基板温度制御
部を示す。この基板載置電極３１は、ヒータ電源３４か
らの供給電力により加熱させられるヒータ３２と、チラ
ー３５により冷却された冷媒を矢印Ｃ１方向から矢印Ｃ
２方向に循環させる冷媒輸送管３３とを備え、支柱３６
によりプラズマ装置のチャンバ内に配設される。
装置の基板載置電極の温度制御を通じて行われる。以
下、図面を用いて従来のエッチング温度の制御について
説明を行う。図３に従来のプラズマ装置の基板を載置す
る基板載置電極とこの基板載置電極による基板温度制御
部を示す。この基板載置電極３１は、ヒータ電源３４か
らの供給電力により加熱させられるヒータ３２と、チラ
ー３５により冷却された冷媒を矢印Ｃ１方向から矢印Ｃ
２方向に循環させる冷媒輸送管３３とを備え、支柱３６
によりプラズマ装置のチャンバ内に配設される。
【０００４】この基板載置電極３１に載置された基板３
０の温度は、ヒータ電源３４からの供給電力の制御によ
るヒータ３２の加熱と、チラー３５より冷媒輸送管３３
に循環される冷媒による冷却とにより、−１００℃以下
から＋３００℃以上の広範囲において制御される。
０の温度は、ヒータ電源３４からの供給電力の制御によ
るヒータ３２の加熱と、チラー３５より冷媒輸送管３３
に循環される冷媒による冷却とにより、−１００℃以下
から＋３００℃以上の広範囲において制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記基板載
置電極３１を設定温度で安定させるには、チラー３５に
より冷却された冷媒を、冷媒輸送管３３及び基板載置電
極３１が設定温度に冷却されるまで循環し、設定温度に
冷却された後も冷媒輸送管３３に冷媒を循環し続ける必
要がある。このように、基板載置電極３１が設定温度で
安定するまでには、冷媒の冷却及び循環を開始してから
長時間を要する。また、設定温度を変更する場合も冷
媒、冷媒輸送管３３及び基板載置電極３１が設定温度に
達し、その設定温度で安定するまでには長時間を要す
る。このため、基板温度の変更は通常、チラー３５の設
定温度を一定とし、冷媒を冷媒輸送管３３に循環させた
ままで、ヒータ電源３４により、ヒータ３２の加熱温度
を制御することにより行っている。
置電極３１を設定温度で安定させるには、チラー３５に
より冷却された冷媒を、冷媒輸送管３３及び基板載置電
極３１が設定温度に冷却されるまで循環し、設定温度に
冷却された後も冷媒輸送管３３に冷媒を循環し続ける必
要がある。このように、基板載置電極３１が設定温度で
安定するまでには、冷媒の冷却及び循環を開始してから
長時間を要する。また、設定温度を変更する場合も冷
媒、冷媒輸送管３３及び基板載置電極３１が設定温度に
達し、その設定温度で安定するまでには長時間を要す
る。このため、基板温度の変更は通常、チラー３５の設
定温度を一定とし、冷媒を冷媒輸送管３３に循環させた
ままで、ヒータ電源３４により、ヒータ３２の加熱温度
を制御することにより行っている。
【０００６】しかしながら、基板温度を極低温以外の温
度に設定する時は、一定温度で設定された冷媒がヒータ
３２により、ある程度加熱されるため、冷却系統にエネ
ルギー損失を生じる。また同時に、ヒータ３２が冷媒に
より冷却されるため、加熱系統にエネルギー損失を生じ
る。この両エネルギー損失は、基板温度の設定温度が高
温になるほど増大する。特に、基板温度を高温に設定す
る場合は、該エネルギー損失が膨大なため、設定温度ま
で迅速に加熱し、かつ設定温度で精度良く安定させるこ
とが困難である。
度に設定する時は、一定温度で設定された冷媒がヒータ
３２により、ある程度加熱されるため、冷却系統にエネ
ルギー損失を生じる。また同時に、ヒータ３２が冷媒に
より冷却されるため、加熱系統にエネルギー損失を生じ
る。この両エネルギー損失は、基板温度の設定温度が高
温になるほど増大する。特に、基板温度を高温に設定す
る場合は、該エネルギー損失が膨大なため、設定温度ま
で迅速に加熱し、かつ設定温度で精度良く安定させるこ
とが困難である。
【０００７】本発明はこのような問題に鑑み、広範囲な
温度領域において基板温度を効率良く、迅速かつ精度良
く制御することが可能なプラズマ装置及びこれを用いた
プラズマ処理方法の提供を目的とする。
温度領域において基板温度を効率良く、迅速かつ精度良
く制御することが可能なプラズマ装置及びこれを用いた
プラズマ処理方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されるものである。すなわち、本発
明に係るプラズマ装置は、チャンバ内に生成させたプラ
ズマを用い、該チャンバ内の基板載置電極上に載置され
た基板に対して、所定のプラズマ処理を行うプラズマ処
理装置であって、前記基板載置電極が冷却手段を備える
冷却ステージと、加熱手段を備える加熱ステージと、こ
れら両ステージを互いに接離させるごとく、該両ステー
ジの少なくとも一方を駆動する駆動手段とを有するもの
である。このプラズマ装置において、冷却手段の設定温
度を変化させること無く、基板の設定温度に応じて駆動
手段により該両ステージの接離制御を行い、加熱手段に
より基板温度の制御を行うことができる。
達成するために提案されるものである。すなわち、本発
明に係るプラズマ装置は、チャンバ内に生成させたプラ
ズマを用い、該チャンバ内の基板載置電極上に載置され
た基板に対して、所定のプラズマ処理を行うプラズマ処
理装置であって、前記基板載置電極が冷却手段を備える
冷却ステージと、加熱手段を備える加熱ステージと、こ
れら両ステージを互いに接離させるごとく、該両ステー
ジの少なくとも一方を駆動する駆動手段とを有するもの
である。このプラズマ装置において、冷却手段の設定温
度を変化させること無く、基板の設定温度に応じて駆動
手段により該両ステージの接離制御を行い、加熱手段に
より基板温度の制御を行うことができる。
【０００９】また、本発明に係るプラズマ処理方法は、
上記プラズマ装置の前記冷却ステージと前記加熱ステー
ジとを前記駆動手段を用いて当接させ、該冷却手段と該
加熱手段とを同時に作動させることにより、前記基板の
温度を所定温度に維持しながらプラズマ処理を行うもの
である。この場合、前記基板の温度は、前記加熱手段の
加熱温度に基づいて制御することができる。
上記プラズマ装置の前記冷却ステージと前記加熱ステー
ジとを前記駆動手段を用いて当接させ、該冷却手段と該
加熱手段とを同時に作動させることにより、前記基板の
温度を所定温度に維持しながらプラズマ処理を行うもの
である。この場合、前記基板の温度は、前記加熱手段の
加熱温度に基づいて制御することができる。
【００１０】あるいは、前記冷却ステージと前記加熱ス
テージとを前記駆動手段を用いて離間させ、少なくとも
該加熱手段を作動させることにより前記基板を所定温度
に加熱しながらプラズマ処理を行うこともできる。この
場合、冷却手段は作動させても、あるいはさせなくても
構わない。
テージとを前記駆動手段を用いて離間させ、少なくとも
該加熱手段を作動させることにより前記基板を所定温度
に加熱しながらプラズマ処理を行うこともできる。この
場合、冷却手段は作動させても、あるいはさせなくても
構わない。
【００１１】なお、本発明におけるプラズマ処理とは、
典型的にはドライエッチングである。
典型的にはドライエッチングである。
【００１２】
【作用】本発明は、基板温度を極低温（冷媒の設定温
度）、中低温領域（冷媒の設定温度以上から常温近傍ま
で）、高温領域（常温より高温側）の３領域に分類し、
極低温は冷媒の設定温度により得て、中低温領域は冷却
ステージと加熱ステージとの熱交換により得て、高温領
域は加熱ステージを加熱することにより得るものであ
る。上記極低温及び中低温領域では加熱ステージと冷却
ステージとの相互間を当接させ、高温領域では加熱ステ
ージと冷却ステージとの相互間を離間させる。
度）、中低温領域（冷媒の設定温度以上から常温近傍ま
で）、高温領域（常温より高温側）の３領域に分類し、
極低温は冷媒の設定温度により得て、中低温領域は冷却
ステージと加熱ステージとの熱交換により得て、高温領
域は加熱ステージを加熱することにより得るものであ
る。上記極低温及び中低温領域では加熱ステージと冷却
ステージとの相互間を当接させ、高温領域では加熱ステ
ージと冷却ステージとの相互間を離間させる。
【００１３】このプラズマ装置のように高真空雰囲気に
保たれたチャンバ内において、加熱ステージと冷却ステ
ージとの相互間を離間させることにより、加熱ステージ
と冷却ステージとは真空断熱され、お互い熱的な影響を
与えること無く、独立に温度設定が可能である。このた
め、高温領域において加熱手段は、冷却手段により冷却
されることによるエネルギー損失を生じること無く、冷
却ステージから全く独立に基板温度を設定可能である。
また、冷却手段においては、加熱手段により加熱される
ことによるエネルギー損失を生じること無く、加熱ステ
ージから全く独立に設定温度を維持することが可能であ
る。
保たれたチャンバ内において、加熱ステージと冷却ステ
ージとの相互間を離間させることにより、加熱ステージ
と冷却ステージとは真空断熱され、お互い熱的な影響を
与えること無く、独立に温度設定が可能である。このた
め、高温領域において加熱手段は、冷却手段により冷却
されることによるエネルギー損失を生じること無く、冷
却ステージから全く独立に基板温度を設定可能である。
また、冷却手段においては、加熱手段により加熱される
ことによるエネルギー損失を生じること無く、加熱ステ
ージから全く独立に設定温度を維持することが可能であ
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００１５】実施例１ 本実施例は、本発明を適用したＥＣＲプラズマエッチン
グ装置の構成例である。以下、図１を用いて本発明に係
るプラズマ装置の説明を行う。図１に示すＥＣＲプラズ
マエッチング装置は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発
生するマグネトロン１と、このマグネトロン１に図示さ
れない整合器、マイクロ波電力計、アイソレータ等を介
して接続され、このマイクロ波を導く矩形導波管２と、
この矩形導波管２の端部に設けられる石英ガラス板等か
らなるマイクロ波導入窓３と、このマイクロ波導入窓３
を介して上記矩形導波管２に接続されるプラズマ生成室
４と、このプラズマ生成室４にエッチング・ガスを供給
するためのガス供給管５と、上記プラズマ生成室４の外
部に周回配設され、上記マイクロ波が照射された上記エ
ッチング・ガスのＥＣＲ条件を満たす磁界を発生させる
ソレノイド・コイル６と、前記プラズマ生成室４の底部
に設けられるプラズマ引出し窓７と、このプラズマ引出
し窓７を介して接続され、上記ＥＣＲ条件を満たすこと
により、発生したＥＣＲプラズマが照射される試料室８
と、この試料室８の底部に開口し、図示されない真空系
統に接続されることにより、上記プラズマ生成室４及び
試料室８の内部を高真空排気するための排気口９とを基
本構成とする。
グ装置の構成例である。以下、図１を用いて本発明に係
るプラズマ装置の説明を行う。図１に示すＥＣＲプラズ
マエッチング装置は、２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発
生するマグネトロン１と、このマグネトロン１に図示さ
れない整合器、マイクロ波電力計、アイソレータ等を介
して接続され、このマイクロ波を導く矩形導波管２と、
この矩形導波管２の端部に設けられる石英ガラス板等か
らなるマイクロ波導入窓３と、このマイクロ波導入窓３
を介して上記矩形導波管２に接続されるプラズマ生成室
４と、このプラズマ生成室４にエッチング・ガスを供給
するためのガス供給管５と、上記プラズマ生成室４の外
部に周回配設され、上記マイクロ波が照射された上記エ
ッチング・ガスのＥＣＲ条件を満たす磁界を発生させる
ソレノイド・コイル６と、前記プラズマ生成室４の底部
に設けられるプラズマ引出し窓７と、このプラズマ引出
し窓７を介して接続され、上記ＥＣＲ条件を満たすこと
により、発生したＥＣＲプラズマが照射される試料室８
と、この試料室８の底部に開口し、図示されない真空系
統に接続されることにより、上記プラズマ生成室４及び
試料室８の内部を高真空排気するための排気口９とを基
本構成とする。
【００１６】本装置は上記基本構成に加えて更に、上記
試料室８内で基板１０を載置保持し、かつ内部に基板１
０を加熱するためのヒータ１７が設けられた加熱ステー
ジ１１と、このヒータ１７に電気的に接続され、ヒータ
１７に電力を印加するためのヒータ電源３４と、前記加
熱ステージ１１にＲＦバイアスを印加するために図示さ
れない整合回路等を介して接続されるＲＦ電源３６と、
冷媒を供給するためのチラー３５と、内部に上記冷媒を
循環可能で、上記加熱ステージ１１に接離可能に配設さ
れる冷却ステージ１２と、上記加熱ステージ１１を支持
し、矢印ａ方向に沿って移動可能に試料室８の底部に配
設される加熱ステージ支柱１３と、上記冷却ステージ１
２を支持し、矢印ａ方向に沿って移動可能に試料室８底
部に配設される冷却ステージ支柱１４と、該加熱ステー
ジ支柱１３及び該冷却ステージ支柱１４を矢印ａ方向に
沿って駆動することにより、該加熱ステージ１１及び該
冷却ステージ１２の相互間を接離させるステージ駆動モ
ータ１５と、上記チラー３５で冷却された冷媒を、上記
冷却ステージ１２に矢印Ｃ１から矢印Ｃ２の方向で循環
可能に接続する冷媒輸送管１６とを備える。
試料室８内で基板１０を載置保持し、かつ内部に基板１
０を加熱するためのヒータ１７が設けられた加熱ステー
ジ１１と、このヒータ１７に電気的に接続され、ヒータ
１７に電力を印加するためのヒータ電源３４と、前記加
熱ステージ１１にＲＦバイアスを印加するために図示さ
れない整合回路等を介して接続されるＲＦ電源３６と、
冷媒を供給するためのチラー３５と、内部に上記冷媒を
循環可能で、上記加熱ステージ１１に接離可能に配設さ
れる冷却ステージ１２と、上記加熱ステージ１１を支持
し、矢印ａ方向に沿って移動可能に試料室８の底部に配
設される加熱ステージ支柱１３と、上記冷却ステージ１
２を支持し、矢印ａ方向に沿って移動可能に試料室８底
部に配設される冷却ステージ支柱１４と、該加熱ステー
ジ支柱１３及び該冷却ステージ支柱１４を矢印ａ方向に
沿って駆動することにより、該加熱ステージ１１及び該
冷却ステージ１２の相互間を接離させるステージ駆動モ
ータ１５と、上記チラー３５で冷却された冷媒を、上記
冷却ステージ１２に矢印Ｃ１から矢印Ｃ２の方向で循環
可能に接続する冷媒輸送管１６とを備える。
【００１７】ここで、加熱ステージ１１、及び冷却ステ
ージ１２により基板の温度制御とともに基板の保持を行
い、かつ、駆動モータ１５により、加熱ステージ１１、
加熱ステージ支柱１３及び冷却ステージ１２、冷却ステ
ージ支柱１４を駆動させる駆動モータ１５により、該両
ステージの少なくとも一方を矢印ａ方向に沿って移動さ
せる構成を含めて基板載置電極と呼ぶ。
ージ１２により基板の温度制御とともに基板の保持を行
い、かつ、駆動モータ１５により、加熱ステージ１１、
加熱ステージ支柱１３及び冷却ステージ１２、冷却ステ
ージ支柱１４を駆動させる駆動モータ１５により、該両
ステージの少なくとも一方を矢印ａ方向に沿って移動さ
せる構成を含めて基板載置電極と呼ぶ。
【００１８】この図１において加熱ステージ１１は、ヒ
ータ電源３４によりヒータを作動させ、設定温度を常温
から＋５００℃まで設定可能である。また、冷却ステー
ジ１２は、チラー３５により冷媒の設定温度を−１３０
℃に設定し、この冷媒が常時循環されているとする。
ータ電源３４によりヒータを作動させ、設定温度を常温
から＋５００℃まで設定可能である。また、冷却ステー
ジ１２は、チラー３５により冷媒の設定温度を−１３０
℃に設定し、この冷媒が常時循環されているとする。
【００１９】実施例２ 本実施例は、加熱ステージと冷却ステージとを当接させ
て基板上のポリシリコン層をエッチングするプロセス例
を示す。本実施例での被エッチング基板は、表面にポリ
シリコン層が積層され、このポリシリコン層上にレジス
トマスクパターンが形成されたものとする。この基板の
前記レジストマスクで覆われていない部分のポリシリコ
ン層を、エッチング温度−８０℃でエッチングする場合
を図１を用いて説明する。
て基板上のポリシリコン層をエッチングするプロセス例
を示す。本実施例での被エッチング基板は、表面にポリ
シリコン層が積層され、このポリシリコン層上にレジス
トマスクパターンが形成されたものとする。この基板の
前記レジストマスクで覆われていない部分のポリシリコ
ン層を、エッチング温度−８０℃でエッチングする場合
を図１を用いて説明する。
【００２０】図１のプラズマ装置において、基板温度を
−８０℃とするには、駆動モータ１５により加熱ステー
ジ支柱１３を駆動し、加熱ステージ１１を矢印ａ方向に
沿って移動させることにより、基板１０をエッチングの
最適位置に配置する。この配置後、駆動モータ１５によ
り冷却ステージ支柱１４を駆動し、―１３０℃に維持さ
れている冷却ステージ１２を矢印ａ方向に沿って移動さ
せることにより、冷却ステージ１２を加熱ステージ１１
に当接させる。次に、冷却ステージ１２との接触により
冷却されている加熱ステージ１１を、ヒータ電源３４か
らの通電によりヒータ１７を作動させることにより、−
８０℃まで昇温させ、この温度で維持する。このよう
に、該加熱ステージ１１と該冷却ステージ１２とを当接
させ、基板１０の温度を−８０℃に制御する。
−８０℃とするには、駆動モータ１５により加熱ステー
ジ支柱１３を駆動し、加熱ステージ１１を矢印ａ方向に
沿って移動させることにより、基板１０をエッチングの
最適位置に配置する。この配置後、駆動モータ１５によ
り冷却ステージ支柱１４を駆動し、―１３０℃に維持さ
れている冷却ステージ１２を矢印ａ方向に沿って移動さ
せることにより、冷却ステージ１２を加熱ステージ１１
に当接させる。次に、冷却ステージ１２との接触により
冷却されている加熱ステージ１１を、ヒータ電源３４か
らの通電によりヒータ１７を作動させることにより、−
８０℃まで昇温させ、この温度で維持する。このよう
に、該加熱ステージ１１と該冷却ステージ１２とを当接
させ、基板１０の温度を−８０℃に制御する。
【００２１】この状態で、ガス供給管５からＳ2Ｆ2を流
量５０ＳＣＣＭにて供給し、試料室８内のガス圧を０．
５Ｐａ（３．８ｍＴｏｒｒ）、マグネトロン１のマイク
ロ波のパワーを８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）、ＲＦバイ
アス・パワーを３０Ｗ（２ＭＨｚ）とすることにより、
良好なポリシリコン層の異方性形状が得られた。
量５０ＳＣＣＭにて供給し、試料室８内のガス圧を０．
５Ｐａ（３．８ｍＴｏｒｒ）、マグネトロン１のマイク
ロ波のパワーを８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）、ＲＦバイ
アス・パワーを３０Ｗ（２ＭＨｚ）とすることにより、
良好なポリシリコン層の異方性形状が得られた。
【００２２】本実施例のドライエッチング方法において
は、加熱ステージ１１と冷却ステージ１２とを当接させ
て、冷却ステージ１２の温度を冷媒の設定温度で一定と
したまま、加熱ステージ１１を中低温領域内で加熱する
ことにより基板温度の制御を行う。この中低温領域内で
は、ヒータ電源３４のエネルギー損失及びチラー３５の
エネルギー損失が少なく、基板温度を迅速かつ精度良く
制御することが可能である。
は、加熱ステージ１１と冷却ステージ１２とを当接させ
て、冷却ステージ１２の温度を冷媒の設定温度で一定と
したまま、加熱ステージ１１を中低温領域内で加熱する
ことにより基板温度の制御を行う。この中低温領域内で
は、ヒータ電源３４のエネルギー損失及びチラー３５の
エネルギー損失が少なく、基板温度を迅速かつ精度良く
制御することが可能である。
【００２３】実施例３ 本実施例では、加熱ステージと冷却ステージとを離間さ
せて基板上のＣｕ層をエッチングするプロセス例を示
す。本実施例での被エッチング基板は、表面にＣｕ層が
積層され、このＣｕ層上にレジストマスクパターンが形
成されているものとする。この基板の前記レジストマス
クで覆われていない部分のＣｕ層を、エッチング温度＋
４００℃で、エッチングする場合を図２を用いて説明す
る。ここで図２は、加熱ステージ１１と冷却ステージ１
２とを離間している以外は図１と同一であるとする。
せて基板上のＣｕ層をエッチングするプロセス例を示
す。本実施例での被エッチング基板は、表面にＣｕ層が
積層され、このＣｕ層上にレジストマスクパターンが形
成されているものとする。この基板の前記レジストマス
クで覆われていない部分のＣｕ層を、エッチング温度＋
４００℃で、エッチングする場合を図２を用いて説明す
る。ここで図２は、加熱ステージ１１と冷却ステージ１
２とを離間している以外は図１と同一であるとする。
【００２４】図２において、基板温度を＋４００℃とす
るには、駆動モータ１５により加熱ステージ支柱１３を
駆動し、加熱ステージ１１を矢印ａ方向に沿って移動さ
せることにより、基板２０をエッチングの最適位置に設
定する。この設定後、駆動モータ１５により冷却ステー
ジ支柱１４を駆動し、冷却ステージ１２を矢印ａ方向に
沿って移動させることにより、冷却ステージ１２を加熱
ステージ１１から離間させる。このように高真空である
試料室８内で−１３０℃の設定温度で冷却されている冷
却ステージ１２を、加熱ステージ１１から離間させるこ
とにより、加熱ステージ１１は冷却ステージ１２から真
空断熱され、加熱ステージ１１の設定温度は、冷却ステ
ージ１２から影響を受けること無く、ヒータ電源３４の
制御のみで、基板２０を＋４００℃に昇温し、この温度
で維持する。
るには、駆動モータ１５により加熱ステージ支柱１３を
駆動し、加熱ステージ１１を矢印ａ方向に沿って移動さ
せることにより、基板２０をエッチングの最適位置に設
定する。この設定後、駆動モータ１５により冷却ステー
ジ支柱１４を駆動し、冷却ステージ１２を矢印ａ方向に
沿って移動させることにより、冷却ステージ１２を加熱
ステージ１１から離間させる。このように高真空である
試料室８内で−１３０℃の設定温度で冷却されている冷
却ステージ１２を、加熱ステージ１１から離間させるこ
とにより、加熱ステージ１１は冷却ステージ１２から真
空断熱され、加熱ステージ１１の設定温度は、冷却ステ
ージ１２から影響を受けること無く、ヒータ電源３４の
制御のみで、基板２０を＋４００℃に昇温し、この温度
で維持する。
【００２５】このように基板２０の温度を＋４００℃に
制御し、ガス供給管５からＣｌ2を流量５０ＳＣＣＭ、
Ａｒを流量１００ＳＣＣＭにて供給し、試料室８内のガ
ス圧を０．５Ｐａ（３．８ｍＴｏｒｒ）、マグネトロン
１のマイクロ波のパワーを８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）、ＲＦバイアス・パワーを３０Ｗ（２ＭＨｚ）とす
ることにより、良好なＣｕ層の異方性形状が得られた。
制御し、ガス供給管５からＣｌ2を流量５０ＳＣＣＭ、
Ａｒを流量１００ＳＣＣＭにて供給し、試料室８内のガ
ス圧を０．５Ｐａ（３．８ｍＴｏｒｒ）、マグネトロン
１のマイクロ波のパワーを８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）、ＲＦバイアス・パワーを３０Ｗ（２ＭＨｚ）とす
ることにより、良好なＣｕ層の異方性形状が得られた。
【００２６】本実施例のドライエッチング方法において
は、エッチング温度を高温領域としたが、加熱ステージ
１１を冷却ステージ１２より離間させ、真空断熱により
分離することにより、加熱ステージ１１の熱損失及び冷
却ステージ１２のエネルギー損失をほとんど生じさせず
に、基板温度の制御を迅速かつ効率的に行うことが可能
である。
は、エッチング温度を高温領域としたが、加熱ステージ
１１を冷却ステージ１２より離間させ、真空断熱により
分離することにより、加熱ステージ１１の熱損失及び冷
却ステージ１２のエネルギー損失をほとんど生じさせず
に、基板温度の制御を迅速かつ効率的に行うことが可能
である。
【００２７】なお、上述の各実施例ではプラズマ装置の
一例としてＥＣＲプラズマエッチング装置を説明した
が、本発明はこれらの実施例に何等限定されるものでは
なく、平行平板型、マグネトロン型、誘導結合プラズ
型、ヘリコン波プラズマ型マエッチング装置等の他のプ
ラズマ装置にも適用可能である。この他、エッチング条
件、基板の構成、ドライエッチング装置の構成等は適時
変更可能である。また、基板温度を高温領域とする場合
は、冷却手段の作動を停止したままでも良い。
一例としてＥＣＲプラズマエッチング装置を説明した
が、本発明はこれらの実施例に何等限定されるものでは
なく、平行平板型、マグネトロン型、誘導結合プラズ
型、ヘリコン波プラズマ型マエッチング装置等の他のプ
ラズマ装置にも適用可能である。この他、エッチング条
件、基板の構成、ドライエッチング装置の構成等は適時
変更可能である。また、基板温度を高温領域とする場合
は、冷却手段の作動を停止したままでも良い。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のプラズマ装置によれば、基板温度の制御を冷却手段
を内蔵する冷却ステージと、加熱手段を内蔵する加熱ス
テージとの接離の制御、及び加熱手段の加熱温度の制御
により行う。また、基板温度を極低温及び中低温領域と
する場合は、該両ステージを当接させ、迅速な温度制御
が困難な冷却手段の設定温度を一定としたまま、迅速な
温度制御が容易な加熱手段により制御が可能である。ま
たは、基板温度を高温領域とする場合は、該両ステージ
を離間させることにより、該冷却手段と該加熱手段とを
真空断熱し、迅速な温度制御が容易な加熱手段により制
御が可能である。
明のプラズマ装置によれば、基板温度の制御を冷却手段
を内蔵する冷却ステージと、加熱手段を内蔵する加熱ス
テージとの接離の制御、及び加熱手段の加熱温度の制御
により行う。また、基板温度を極低温及び中低温領域と
する場合は、該両ステージを当接させ、迅速な温度制御
が困難な冷却手段の設定温度を一定としたまま、迅速な
温度制御が容易な加熱手段により制御が可能である。ま
たは、基板温度を高温領域とする場合は、該両ステージ
を離間させることにより、該冷却手段と該加熱手段とを
真空断熱し、迅速な温度制御が容易な加熱手段により制
御が可能である。
【００２９】このように、高温領域では該両ステージを
離間させることにより、加熱手段と冷却手段とが真空断
熱されるためエネルギー損失を生じない。また、加熱手
段の制御により基板温度の変更を行うため、広範囲の温
度領域において、エネルギー効率が良く、迅速かつ制御
性良く基板温度が制御されるプラズマ装置及びこれを用
いたプラズマ処理方法の提供を可能とする。このため、
エッチング温度依存性を試験する各種研究開発が効率的
に行え、更に、処理温度の大きく異なるプロセスを共通
チャンバ内で連続して行うことも可能となる。
離間させることにより、加熱手段と冷却手段とが真空断
熱されるためエネルギー損失を生じない。また、加熱手
段の制御により基板温度の変更を行うため、広範囲の温
度領域において、エネルギー効率が良く、迅速かつ制御
性良く基板温度が制御されるプラズマ装置及びこれを用
いたプラズマ処理方法の提供を可能とする。このため、
エッチング温度依存性を試験する各種研究開発が効率的
に行え、更に、処理温度の大きく異なるプロセスを共通
チャンバ内で連続して行うことも可能となる。
【図１】本発明を適用したプラズマ装置の一例を示すも
のであり、冷却ステージと加熱ステージとを当接させた
状態を模式的に示す断面図である。
のであり、冷却ステージと加熱ステージとを当接させた
状態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明を適用したプラズマ装置の一例を示すも
のであり、冷却ステージと加熱ステージとを離間させた
状態を模式的に示す断面図である。
のであり、冷却ステージと加熱ステージとを離間させた
状態を模式的に示す断面図である。
【図３】従来のプラズマ装置の基板載置電極及び基板温
度制御部を模式的に示す断面図である。
度制御部を模式的に示す断面図である。
１０、２０ ・・・基板 １１ ・・・加熱ステージ １２ ・・・冷却ステージ １３ ・・・加熱ステージ支柱 １４ ・・・冷却ステージ支柱 １５ ・・・駆動モータ １６ ・・・冷媒輸送管 １７ ・・・ヒータ ３４ ・・・ヒータ電源 ３５ ・・・チラー
Claims (5)
- 【請求項１】 チャンバ内に生成させたプラズマを用
い、該チャンバ内の基板載置電極に載置された基板に対
して所定のプラズマ処理を行うプラズマ処理装置におい
て、 前記基板載置電極は冷却手段を備える冷却ステージと、
加熱手段を備える加熱ステージと、これら両ステージを
互いに接離させるごとく該両ステージの少なくとも一方
を駆動する駆動手段とを有することを特徴とするプラズ
マ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のプラズマ装置の前記冷却
ステージと前記加熱ステージとを前記駆動手段を用いて
当接させ、該冷却手段と該加熱手段とを同時に作動させ
ることにより前記基板の温度を所定温度に維持しながら
プラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理方
法。 - 【請求項３】 前記基板の温度は前記加熱手段の発熱温
度に基づいて制御することを特徴とする請求項２記載の
プラズマ処理方法。 - 【請求項４】 請求項１記載のプラズマ装置の前記冷却
ステージと前記加熱ステージとを前記駆動手段を用いて
離間させ、少なくとも該加熱手段を作動させることによ
り前記基板を所定温度に加熱しながらプラズマ処理を行
うことを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項５】 前記プラズマ処理がドライエッチングで
あることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれ
か１項に記載のプラズマ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32835693A JPH07183276A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | プラズマ装置及びこれを用いたプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32835693A JPH07183276A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | プラズマ装置及びこれを用いたプラズマ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183276A true JPH07183276A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18209336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32835693A Withdrawn JPH07183276A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | プラズマ装置及びこれを用いたプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07183276A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09195037A (ja) * | 1996-01-09 | 1997-07-29 | Ulvac Japan Ltd | 加熱冷却装置及びこれを用いた真空処理装置 |
| KR20110040724A (ko) | 2009-10-14 | 2011-04-20 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 재치대의 온도 제어 시스템 및 온도 제어 방법 |
| CN104977245A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-14 | 北京瑞尔腾普科技有限公司 | 环境试验装置 |
| KR20180137408A (ko) | 2017-06-16 | 2018-12-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 장치, 기판 적재 기구, 및 기판 처리 방법 |
| JP2019201147A (ja) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32835693A patent/JPH07183276A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09195037A (ja) * | 1996-01-09 | 1997-07-29 | Ulvac Japan Ltd | 加熱冷却装置及びこれを用いた真空処理装置 |
| KR20110040724A (ko) | 2009-10-14 | 2011-04-20 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 재치대의 온도 제어 시스템 및 온도 제어 방법 |
| US8950469B2 (en) | 2009-10-14 | 2015-02-10 | Tokyo Electron Limited | Temperature control system and temperature control method for substrate mounting table |
| CN104977245A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-14 | 北京瑞尔腾普科技有限公司 | 环境试验装置 |
| KR20180137408A (ko) | 2017-06-16 | 2018-12-27 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 장치, 기판 적재 기구, 및 기판 처리 방법 |
| US10950417B2 (en) | 2017-06-16 | 2021-03-16 | Tokyo Electron Limited | Substrate processing apparatus and substrate loading mechanism |
| JP2019201147A (ja) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法及び基板処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |